2020-2021学年高二化学鲁科版选修一活页规范训练：3-1-电池探秘.docx

主题3　合理利用化学能源
课题1 电池探秘

考查点一　原电池的组成及其工作原理
1．有A、B、C、D四块金属片，进行如下试验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4中，D极发生氧化反应。据此，推断四种金属的活动性挨次是 (　　)。
A．A>B>C>D B．A>C>D>B
C．C>A>B>D D．B>D>C>A
解析　金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在正极表面得到电子生成H2，电子运动方向由负极→正极，电流方向则由正极→负极。在题述原电池中，A—B原电池，A为负极；C—D原电池，C为负极；A—C原电池，A为负极；B—D原电池，D为负极。综上可知，金属活动性：A>C>D>B。
答案　B
2．如图所示装置，能组成原电池并产生电流的是 (　　)。

解析　选项A中两电池的电极是相同材料，不存在电势差；选项B能满足原电池的构成条件，能产生电流；选项C中酒精是非电解质，不导电，构不成闭合回路，故也不行能产生电流；选项D中两溶液分开，也不能构成闭合回路。
答案　B
3．人类生活需要能量。下列能量主要由化学变化产生的是 (　　)。
A．电熨斗通电发出的热量
B．电灯通电发出的光
C．水电站利用水力产生的电能
D．液化石油气燃烧放出的热量
解析　A项中为电能转变为热能；B项中为电能转变为光能；C项中为机械能转变为电能；D项中为化学能转变为热能。
答案　D
4．下图各装置中，属于原电池的是哪几个？________。

解析　归纳图示各装置是否为原电池的问题可知，构成原电池要有四个基本条件：①电解质溶液②两个电极，其中一个相对较活泼，另一个相对不活泼。两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中③能自发地发生氧化还原反应④形成闭合电路。
答案　④⑥⑦
考查点二　生疏几种电池
5．镍—镉(Ni—Cd)可充电电池可以发生如下反应：
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
由此可知，该电池放电时的负极材料是 (　　)。
A．Cd B．NiO(OH)
C．Cd(OH)2 D．Ni(OH)2
解析　此反应的逆过程为放电过程，负极为电子流出的一极，发生氧化反应，化合价上升，可知放电时负极材料为Cd。
答案　A
6．据报道，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，由于锌电池容量更大，而且没有铅污染，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解质溶液和空气，则下列叙述正确的是 (　　)。
A．锌为正极，空气进入负极反应
B．负极反应为Zn＋2e－－2e－===ZnO＋H2O
C．正极发生氧化反应
D．电解质溶液确定不是强酸
解析　2Zn＋O2===2ZnO，Zn失电子，O2得电子，即Zn为原电池负极，O2在正极上反应，故B项正确；若电解质溶液为强酸，ZnO则不能存在，故D项也正确。
答案　BD
7．将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。已知，通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；通入O2的一极，其电极反应式是：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。下列叙述不正确的是 (　　)。
A．通入CH4的电极为负极
B．正极发生氧化反应
C．燃料电池工作时，溶液中的OH－向负极移动
D．该电池使用一段时间后应补充KOH
解析　在原电池中，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，故B项错。
答案　B
8．有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中形成，电池总反应方程式：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S，已知将亚硫酰氯和AlCl3·6H2O混合共热蒸干，可制得无水AlCl3。则下列叙述正确的是 (　　)。
A．SOCl2在制备无水AlCl3的反应中只起干燥作用
B．金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极
C．电池工作过程中，SOCl2被还原为Li2SO3
D．电池工作过程中，消耗的锂与析出的S的质量之比为7∶8
解析　A，由信息将亚硫酰氯和AlCl3·6H2O混合共热蒸干，可制得无水AlCl3知，SOCl2既能消耗水，生成的HCl又能抑制Al3＋的水解；B，由电池反应知，金属锂作电池的负极，石墨作电池的正极；C，电池工作过程中，SOCl2被还原为S；D，电池工作过程中，消耗的锂与析出的S的质量之比为(8×7)∶(2×32)＝7∶8。
答案　D
9．氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：
H2＋NiO(OH)Ni(OH)2
依据此反应式推断，下列叙述正确的是 (　　)。
A．电池放电时，电池负极四周溶液的OH－浓度不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被还原
D．电池放电时，H2是负极
解析　充电电池在放电时是一个电源(原电池)，发生原电池反应，在这个反应方程式中从左到右是放电，依据发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极，所以D项正确，B项错误；而H2作为电池的负极发生的反应是：H2－2e－===2H＋，溶液中应当是H＋浓度增大，OH－浓度减小，所以A项错误；充电反应是从右到左，所以氢元素被还原，C项正确。
答案　CD
考查点三　原电池正负极的推断及电极反应式的书写
10.关于如图所示装置的叙述，正确的是 (　　)。
A．铜是阳极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量渐渐削减
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
解析　从图中可以看出这是原电池，原电池的电极名称应说是正极、负极，故A项错；而原电池是活泼金属被消耗，B项错；负极(Zn)的电子经外线路流向正极(Cu)，电流方向应与电子流向相反，故C项错。
答案　D
11．(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应：__________________________________；
银片上发生的电极反应：__________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；
②通过导线的电量。(已知NA＝6.02×1023 mol－1，电子电量为1.60×10－19C)
解析　(1)锌片、银片与稀硫酸构成原电池
锌片为负极，发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋
银片为正极，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑
(2)①锌片与银片削减的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气体积为x。
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
65 g 22.4 L
60 g－47 g　　　　x
x＝(60－47)g×22.4 L÷65 g＝4.48 L
②反应消耗的锌为：13 g÷65 g·mol－1＝0.20 mol
1 mol Zn变为Zn2＋时，转移2 mol e－，则通过的电量为：
0．20 mol×2×6.02×1023mol－1×1.6×10－19C＝3.85×104C
答案　(1)Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑
(2)①4.48 L　②3.85×104C
12．(1)将Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4中组成原电池，写出电极名称及电极反应式：
Al片(　　)______________________________________ _，
Cu片(　　)_____________________ __________________。
(2)若将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？________(填“能”或“不能”，“若不能”，则不用回答下面的问题)，若能组成原电池，写出电极名称及电极反应式：
Al片(　　)___________________________________________________，
Cu片(　　)___________________________________________________。
解析　(1)Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4中时，Al比Cu活泼，Al为负极，失电子被氧化为Al3＋，Cu为正极，溶液中的H＋得电子被还原为H2。(2)Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中时，由于铝钝化，不能溶解，Al为正极，Cu为负极，失电子被氧化为Cu2＋。
答案　(1)负极　2Al－6e－===2Al3＋
正极　6H＋＋6e－===3H2↑
(2)能　正极　2NO＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O
负极　Cu－2e－===Cu2＋